专利名称:一种非焊接板式换热器的制作方法
技术领域:
本发明涉及换热器技术,具体涉及一种非焊接板式换热器, 用于炼油、化工、电力、能源等行业高效传热。
背景技术:
板式换热器是一种高效而紧凑的换热设备,具有传热系数 高、压力损失小、结构紧凑、维修方便等诸多优点,并且随着结 构的改进和大型化制造技术的提高,板式换热器的应用日益受 到人们的重视。但是传统的散装式板式换热器(可拆卸式板式换
热器),由于本身结构的局限性,使用压力不超过2.5MPa,使用温度 不超过250。C,最大组装面积2000m2,另外还存在橡胶密封垫在 高温下容易失效的缺陷以及在某些特定介质中的应用问题一直 未能解决。后来,为了提高板式换热器的使用温度和压力,扩大 其使用范围,国内外陆续开发、制造并使用了多种焊接板式换热 器,其适用温度为-200 90(TC,压力变化范围为真空 6.0MPa,
传热效果较好,但是其固有不足及局限性也非常明显由于板片 之间采用焊接连接。(1)制造工艺复杂,难度高。特别是焊接工 艺,由于板片只有0.4~1.2mm,采用氩弧焊或等离子焊、激光焊 接才能满足要求。(2)焊接工作量大,制造成本高。(3)由于板 片之间采用焊接连接,焊缝较多,焊接应力大,在特定环境易发生应力腐蚀开裂。因此,开发一种成本低廉,制造工艺简单,性 能优越,适用范围大的新型板式换热器显的非常有现实意义。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明公开了一种非焊接板式换 热器,该设备具有结构简单紧凑、加工制作简便、造价低、易实 现批量生产、密封严密、传热效率高,适用范围广,压降小等优 点,能有效解决现有传热设备中制造工艺复杂、结构复杂、价格 高、压降大、传热效率差等技术难题。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案
所述一种非焊接板式换热器主要部件之一为换热板片,所述 换热板片采用矩形金属板片,其对称的两边具有向上的直角折边, 另相对应的两边具有两次直角折边,构成"L"形折边,"L"
形折边两端有45°切角,即该对应的两边具有向下再向外的两 次直角折边,向外的直角折边两端45°切角。
所述换热板片装配时,上下相邻两换热板片成90°交错放 置,即上部换热板片其向下"L"形折边对应放置在下部换热板片 的向上直角折边之间,下部换热板片所具有向上90°折边对上 部换热板片的"L"形折边起限位作用。在下部换热板片与上部 换热板片之间具有密封条,即在下部换热板片具有向上直角折边 的两边端部与上部换热板片的"L"形折边接触面之间放置密封 条。
在两相邻换热板片之间设置有弹性压条,所述弹性压条为波纹状的金属板条;所述弹性压条放置于卡槽中,所述卡槽为一槽 钢状金属构件;再将其整体安装在上下两换热板片之间,所述弹 性压条其波高为相邻两换热板片之间距,卡槽的下底面位于下换 热板片"L"形折边上,位于卡槽中的弹性压条其上端面弹性顶 触在上层换热板片的下表面;在上下换热板片构成的通道之间设 置有支撑体,其形状可为矩形或"S"形,其高度为通道上下间 距,其作用主要是限制两换热板片构成的通道间距,增强通道刚 度。
由上述换热板片多个上下叠加组成若干相邻互错90°的密封 流体通道,流道的四角安装有立柱,上、下有盖板、底板,盖板与底 板将板片压紧达到密封后与立柱相连接;相邻互错90°的密封流体 通道,分别为热流体流道和冷流体流道,热、冷流体流道进、出口分
别安装有法兰。
所述四角的立柱与换热板片之间形成一个空腔,在空腔内灌入 具有密封性能的浇注材料,所述浇注材料可以是纤维浇注料或有机 硅密封胶或环氧树脂胶,从而达到柱角的密封,防止热、冷流体短路。
本发明由于采用了如上所述技术方案,具有如下有益效果
1、 制造方便,造价低廉由于非焊接高温板式换热器的密封,
不靠焊接或传统的垫片密封来实现,而是靠其特有自调整弹性密封 单元达到目的,所以其焊接工作量非常小,装配简便,易实现大批 量生产,造价非常低廉。
2、 非焊接式板片块,可在刚性框架内自由涨縮,减小热应力破坏,提高设备使用寿命,实现长周期运行。
3、 密封严密由于采用特殊密封结构,密封压条、卡槽和性 能优越的密封垫片组合,形成一个适应性强的自调整弹性密封单元, 可使密封结构能适应操作工况剧变的场合,而达到严密不漏。
4、 独特的肋条和通道结构可保持板片间隙完整,减少阻塞,积垢。
5、 结构简单紧凑,节省金属与管束式相比,单位体积能提
供的传热面积要大1. 7 5. 5倍。非焊接高温板式换热器板片厚度为 0.4 1.2mm,又不需要又厚又重的管板。因此比管束式可节省金属 50% 800/0。
6、 传热性能好通过试验,在同样流速的条件下其传热系数
为管壳式换热器的L2 1.5倍。
7、 压降小压降小可使泵或风机动力消耗减少,通过试验和 计算在同样长度的流道,非焊接高温板式换热器的压降仅为管束式 的2/5 3/5,这样可以降低操作费用。
8、 适用范围广适用温度为-200 90(TC,压力变化范围为真 空 2.5MPa.通过采用不同金属材料可适应大多数介质。
图1为本发明板式换热器的结构示意图。 图2是图1的A向视图。 图3是图1的B-B剖视图。 图4是图2的C-C剖视图。图5是换热板片装配示意图。
图6是换热板片的结构示意图。 图7是弹性压条结构示意图。
在图中1、换热板片,2、支撑体,3、弹性压条,4、卡槽, 5、密封垫片,6、立柱,7、热流体进口法兰,8、热流体出口法兰, 9、冷流体出口法兰,10、冷流体进口法兰,11、上盖板,12、下盖板。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步描述
实施例1: 一种非焊接板式换热器,由若干上下交错放置的换热 板片1构成多个流体通道,所述多个流体通道中其相邻的流体通道 开口互错90° ,分别构成热流体通道、冷流体通道;热流体通道具有 热流体进口法兰7和热流体出口法兰8,冷流体通道具有冷流体进口
法兰9和冷流体出口法兰10;所述换热板片1采用矩形不锈钢板片
制成。所述上述部件位于由上盖板11、下盖板12和立柱6组焊成的 框架内。在所述相邻上、下换热板片1的折边翼片之间放置密封垫 片5,密封垫片5为柔性石墨板;在两相邻换热板片之间设置有弹
性压条3,所述弹性压条为波纹状的金属板条;所述弹性压条3 放置于卡槽4中,所述卡槽4为一槽钢状金属构件;再将其整体 安装在上下两换热板片之间,所述弹性压条其波高为相邻两换热 板片之间距,卡槽的下底面位于下换热板片"L"形折边上,位 于卡槽中的弹性压条其上端面弹性顶触在上层换热板片的下表面。在所述上下相邻的换热板片1之间设置有支撑体2,所述支撑
体2可为一金属板条,用于限制换热板片间通道高度,增强通道刚 度,支撑体两端置于弹性压条3的"U"形槽内。
由上述换热板片多个上下叠加组成若干相邻互错90°的密封 流体通道,流道的四角安装有立柱6,上、下有盖板11、底板12,盖 板11与底板12将板片压紧达到密封后与立柱6相连接;在换热板 片的上下部安装上盖板11和下盖板12时,需要借助机械、液压等 装置产生一定位移和压紧力,从而使弹性压条3压紧换热板片间的 密封垫片5达到密封效果,实现传热。
在四角的立柱6与换热板片1之间形成一个空腔,换热板片1 两端作切角处理,既减少了流体流动的滞留区,又延长了阻止流体 泄漏的距离,在空腔内灌入具有密封性能的浇注材料,所述浇注材料 可以是纤维浇注料或有机硅密封胶或环氧树脂,从而达到柱角的密 封,防止热、冷流体短路。
使用时,热流体通过热流体进口法兰7、热流体通道、热流体出 口法兰8,冷流体通过冷流体进口法兰9、冷流体通道、冷流体出口 法兰10,进行对流传热,实现能量交换。在传热过程中,随着冷热 流体的热量交换。热量交换时,冷、热流道的温度会发生相应变化, 导致产生不同的热胀冷縮,由于置于冷、热流道的弹性压条与其所 处位置部件在同一温度场,温差很小,热膨胀系数相近,热应力较 小,另外弹性压条3呈多个"U"形波结构,在达到密封性能的同时, 可以吸收其他部件产生的热膨胀变形,从而适应温度工况的变化,减小热应力破坏。而板片之间为非焊接连接,故其可在刚性框架内 自由胀縮,减小热应力破坏,提高设备使用寿命。 实施例2:
所述换热板片1采用矩形铝板制成。
所述相邻上、下换热板片1的折边翼片之间放置的密封垫片5 为陶瓷纤维密封垫片。
其余技术方案内容同实施例1。 实施例3:
所述换热板片1为采用在金属板片表面涂搪一层搪瓷的结构, 从而达到防腐目的。
所述换热板片1也可为板面加工有波纹的金属板片,从而达到 提高传热效率的目的。
在所述换热板片之间设置数根扰流元件,从而达到提高传热效 率的目的。所述扰流元件为交叉锯齿带、麻花铁。
其余技术方案内容同实施例1。
权利要求
1、一种非焊接板式换热器,由若干上下90°交错放置的换热板片(1)构成多个流体通道,所述多个流体通道中其相邻的流体通道开口互错90°,分别构成热流体通道、冷流体通道;热流体通道和冷流体通道具有进口法兰和出口法兰;其特征是所述换热板片(1)采用矩形金属板片,其对称的两边具有向上的直角折边,另相对应的两边具有两次直角折边,构成“L”形折边,即具有向下再向外的两次直角折边;所述换热板片装配时,上下相邻两换热板片成90°交错放置,即上部换热板片其两个向下“L”形折边对应放置在下部换热板片的两个向上直角折边之间,下部换热板片所具有的两个向上90°折边对上部换热板片的“L”形折边起限位作用;在下部换热板片与上部换热板片之间具有密封垫片(5),即在下部换热板片具有向上直角折边的两边端部与上部换热板片的“L”形折边接触面之间放置密封垫片(5);在两相邻换热板片之间设置有弹性压条(3),所述弹性压条(3)为波纹状金属板条;所述弹性压条(3)放置于卡槽(4)中,所述卡槽(4)为一槽钢状金属构件;再将其整体安装在两换热板片之间,所述弹性压条(3)其波高为相邻两换热板片之间距,即卡槽的下底面位于下换热板片“L”形折边上,位于卡槽中的弹性压条其上端面弹性顶触在上层换热板片的下表面;在上下换热板片构成的通道之间设置有支撑体(2),其高度为通道上下间距,其作用主要是限制两换热板片构成的通道间距,增强通道刚度。
2、 按照权利要求1所述的一种非焊接板式换热器,其特征是: 所述多个换热板片上下叠加组成的密封流体通道,其四角安装有立 柱(6),由上、下部的盖板(11)、底板(12)将换热板片压紧达 到密封后与立柱(6)相连接。
3、 按照权利要求2所述的一种非焊接板式换热器,其特征是: 所述流体通道四角的立柱(6)与换热板片(1)之间形成一个空腔, 在空腔内灌入具有密封性能的浇注材料。
4、 按照权利要求1所述的一种非焊接板式换热器,其特征是:所述换热板片(1)其"L"形折边两端有45。切角,即"L"形折 边其向外的直角折边两端有45。切角。
5、 按照权利要求l所述的一种非焊接板式换热器,其特征是: 所述密封垫片(5)是柔性石墨复合垫或陶瓷纤维垫片。
6、 按照权利要求3所述的一种非焊接板式换热器,其特征是: 所述流体通道四角的立柱(6)与换热板片(1)之间空腔内灌入的 浇注材料为纤维浇注料或有机硅密封胶或环氧树脂。
7、 按照权利要求1所述的一种非焊接板式换热器,其特征是: 所述上下换热板片构成的流体通道之间设置的支撑体(2)其形状 为矩形或"S"形。
8、 按照权利要求l或7所述的一种非焊接板式换热器,其特 征是所述支撑体(2)两端置于弹性压条(3)的"U"形槽内。
9、按照权利要求l所述的一种非焊接板式换热器,其特征是 所述换热板片之间设置有若干扰流元件。
全文摘要
本发明涉及换热器技术,具体涉及一种非焊接板式换热器,由若干上下90°交错放置的换热板片1构成多个流体通道,所述多个流体通道中其相邻的流体通道开口互错90°,分别构成热流体通道、冷流体通道;所述换热板片1其对称的两边具有向上的直角折边,另相对应的两边具有两次直角折边,构成“L”形折边,上下相邻两换热板片成90°交错放置,即上部换热板片其向下“L”形折边对应放置在下部换热板片的向上直角折边之间,下部换热板片所具有的向上90°折边对上部换热板片的“L”形折边起限位作用;在下部换热板片与上部换热板片之间具有密封垫片5,在两相邻换热板片之间设置有弹性密封压条3,在上下换热板片构成的通道之间设置有支撑条2。
文档编号F28D9/00GK101464105SQ200910064170
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者亮 乔, 凤 吕, 伟 王, 程高锋, 松 邵, 马晓阳 申请人:洛阳瑞昌石油化工设备有限公司